CN105223004A - 放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法 - Google Patents

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李季
闫庆安
钱军良
杜文奎
王养珍
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Abstract

本发明属于航空发动机试验技术领域，提供一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法，包括:(1)对随动杆的转轴加工成固紧用的平面；(2)将工装底座与振动滑台紧固连接；(3)承力支板和后支块、前夹块均固定在工装底座上；(4)每个工艺生产的随动杆取3～6件，在摇臂上粘贴应变片；(5)将粘贴好应变片的随动杆的摇臂通过前夹块和后支块固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动。

Description

放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法
技术领域
本发明属于航空发动机试验技术领域，涉及一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法。
背景技术
发动机放气活门的打开和关闭是发动机防喘的重要机构，执行操纵活门工作的随动杆摇臂承载者多种载荷，其疲劳特性的好坏，直接影响发动机的正常工作。
通用疲劳强度对比试验方法采用试验件加载单载荷对比，在低共振频率、高寿命要求时，造成疲劳对比试验周期长，效率低，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法，能够缩短试验周期，降低试验成本，提高试验效率。
本发明的技术方案：一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法，包括:
(1)对随动杆的转轴加工成固紧用的平面；
(2)将工装底座与振动滑台紧固连接；
(3)承力支板和后支块、前夹块均固定在工装底座上；
(4)每个工艺生产的随动杆取3～6件，在摇臂上粘贴应变片；
(5)将粘贴好应变片的随动杆的摇臂通过前夹块和后支块固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动；
(6)钢丝绳的一端通过链接器与销钉连接，销钉安装在摇臂和活门的链接孔内，钢丝绳的另一端经过导向轮导向后通过链接器与测力传感器的一端相连，测力传感器的另一端通过螺栓和调节螺帽连接在承力支板上；
(7)调整调节螺帽使随动杆摇臂受到经计算确定的拉力；
(8)将随动杆摇臂的应变片引线与动静态多通道应变仪的相应通道连接；
(9)控制振动滑台小载荷振动扫频，找到摇臂一弯共振频率和摇臂振幅最大位置，将激光位移传感器置于该位置进行检测；
(10)记录检测时各通道应变值；
(11)按上述步骤6～10分别完成随动杆测试，通过应变仪对测试数据进行应力分布，确定最大应力位置；
(12)用3～5件随动杆，在摇臂最大应力位置粘贴应变片进行标定，逐级加载振动测试，通过最小二乘法拟合出最大应力—摇臂端部位移关系；
(13)通过最大应力—摇臂端部位移关系，将要求的各级应力值换算成对应的位移值，以位移值作为试验载荷监控值进行试验；
(14)选定随动杆对比试验寿命基数，对每个试验随动杆实施正序加载，直至断裂，记录每级载荷值下的振动循环寿命；
(15)计算不同工艺试验随动杆的平均断裂载荷以及平均断裂寿命，对比不同工艺随动杆的疲劳性能差异。
本发明的有益效果：而该试验方法采用正序分级载荷加载对比疲劳强度，相比通用疲劳强度对比试验方法能够缩短试验周期，降低试验成本，试验方法简单、有效，为国内发动机放气活门随动杆疲劳强度对比试验提供了范例。
附图说明
图1是本发明放气活门随动杆摇臂疲劳试验简图；
图2是图1的A向视图。
图中：1－测力数显表2－螺栓3－承力支板4－底板5－振动滑台6－后支板7－调节螺帽8－测力传感器9－钢丝绳10－导向轮11－随动杆12－前夹块13－销钉14－激光传感器15－放大器
具体实施方式
本发明提供一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法，包括:
(1)对随动杆的转轴加工成固紧用的平面；
(2)将工装底座与振动滑台紧固连接；
(3)承力支板和后支块、前夹块均固定在工装底座上；
(4)每个工艺生产的随动杆取3～6件，在摇臂上粘贴应变片；
(5)将粘贴好应变片的随动杆的摇臂通过前夹块和后支块固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动；
(6)钢丝绳的一端通过链接器与销钉连接，销钉安装在摇臂和活门的链接孔内，钢丝绳的另一端经过导向轮导向后通过链接器与测力传感器的一端相连，测力传感器的另一端通过螺栓和调节螺帽连接在承力支板上；
(7)调整调节螺帽使随动杆摇臂受到经计算确定的拉力；
(8)将随动杆摇臂的应变片引线与动静态多通道应变仪的相应通道连接；
(9)控制振动滑台小载荷振动扫频，找到摇臂一弯共振频率和摇臂振幅最大位置，将激光位移传感器置于该位置进行检测；
(10)记录检测时各通道应变值；
(11)按上述步骤6～10分别完成随动杆测试，通过应变仪对测试数据进行应力分布，确定最大应力位置；
(12)用3～5件随动杆，在摇臂最大应力位置粘贴应变片进行标定，逐级加载振动测试，通过最小二乘法拟合出最大应力—摇臂端部位移关系；
(13)通过最大应力—摇臂端部位移关系，将要求的各级应力值换算成对应的位移值，以位移值作为试验载荷监控值进行试验；
(14)选定随动杆对比试验寿命基数，对每个试验随动杆实施正序加载，直至断裂，记录每级载荷值下的振动循环寿命；
(15)计算不同工艺试验随动杆的平均断裂载荷以及平均断裂寿命，对比不同工艺随动杆的疲劳性能差异。
下面通过实施例对本发明做进一步描述：
实施例
某发动机随动杆摇臂进行的疲劳强度试验方法:见图1、2：将随动杆11的摇臂以与水平成25度转角的受力方向通过前夹块12和后支块6固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动，钢丝绳9的一端通过链接器与销钉13连接，销钉13安装在摇臂和或门的链接孔内，钢丝绳9的另一端经过导向轮10导向后通过链接器与测力传感器8的一端相连，测力传感器8的另一端通过螺栓2和调节螺帽7连接在承力支板3上，以此模拟和调节随动杆摇臂的受力状态，承力支板3、后支块6、前夹块12均固定在工装底座4上，工装底座4固定在振动台水平滑台上，激光传感器14、放大器15组成摇臂振动位移测量***，测力传感器8和测力数显表1检测对摇臂的施力大小。试验中通过振动台扫频,激励控制，首先测试随动杆摇臂的最大应力位置，其次确定最大应力与随动杆摇臂振动位移关系，最后进行随动杆摇臂疲劳试验，试验步骤如下：
(101)为了达到试验目的，需对随动杆11的转轴加工成固紧用的平面，保证对摇臂进行加载时随动杆不能转动。
(102)将工装底座4与振动滑台紧固连接。
(103)将承力支板3和后支块6、前夹块12均固定在工装底座4上。
(104)每个工艺生产的随动杆取5件，在摇臂上粘贴应变片。粘贴应变片的位置应根据摇臂应力分布特点确定。
(105)将粘贴好应变片的随动杆11的摇臂通过前夹块12和后支块6固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动。
(106)钢丝绳9的一端通过链接器与销钉13连接，销钉13安装在摇臂和或门的链接孔内，钢丝绳9的另一端经过导向轮10导向后通过链接器与测力传感器8的一端相连，测力传感器8的另一端通过螺栓2和调节螺帽7连接在承力支板3上。
(107)调整调节螺帽7使随动杆摇臂承受145Kg的拉力。
(108)将随动杆摇臂的应变片引线与动静态多通道应变仪的相应通道连接。
(109)控制振动台5小载荷1g振动扫频，找到摇臂一弯共振频率和摇臂振幅最大位置，将激光位移传感器14置于该位置约40mm进行检测。
(110)记录各通道应变值。
(111)按上述步骤106～110分别完成随动杆测试，通过应变仪对测试数据进行应力分布，确定最大应力位置。
(112)用3件随动杆，在摇臂最大应力位置粘贴应变片进行标定，逐级加载振动测试，通过最小二乘法拟合出最大应力—摇臂端部位移关系。
(113)通过最大应力—摇臂端部位移关系，将要求的各级应力值换算成对应的位移值，以位移值作为试验载荷监控值进行试验。
(114)选定随动杆对比试验寿命基数，对每个试验随动杆实施正序加载，直至断裂，记录每级载荷值下的振动循环寿命。
(115)计算不同工艺试验随动杆的平均断裂载荷以及平均断裂寿命，对比不同工艺随动杆的疲劳性能差异。
本发明使随动杆摇臂疲劳强度试验有了通用可行的试验方法，解决了随动杆摇臂考核的试验难题，满足了航空发动机的排故需要。
采用该方法，将随动杆摇臂模拟其工作状态，固定在振动台水平滑台上，并按其最大受力情况施加静载荷，在振动台的作用下，在摇臂一阶频率下进行疲劳强度试验，可完成对不同工艺的随动杆摇臂进行疲劳考核，通过对试验载荷、试验寿命综合分析，可评价其工艺优劣，并确定其疲劳强度。使用该方法有效完成了随动杆摇臂疲劳强度对比、考核试验，确保了发动机的安全使用。
正序分级载荷加载增加了每个试验件的载荷数量，保证在较少试验子样条件下能够获得较多的试验数据，提高对比数据的分辨率。而常规单载荷加载情况下，每个试验件仅获得一组载荷和寿命，在相同的试验件数量时，相比正序分级载荷加载试验周期更长。

Claims (1)

1.一种放气活门随动杆分级加载疲劳强度对比试验方法，其特征在于，包括:
(1)对随动杆的转轴加工成固紧用的平面；
(2)将工装底座与振动滑台紧固连接；
(3)承力支板和后支块、前夹块均固定在工装底座上；
(4)每个工艺生产的随动杆取3～6件，在摇臂上粘贴应变片；
(5)将粘贴好应变片的随动杆的摇臂通过前夹块和后支块固紧在工装底座上，确保摇臂不能周向转动；
(6)钢丝绳的一端通过链接器与销钉连接，销钉安装在摇臂和活门的链接孔内，钢丝绳的另一端经过导向轮导向后通过链接器与测力传感器的一端相连，测力传感器的另一端通过螺栓和调节螺帽连接在承力支板上；
(7)调整调节螺帽使随动杆摇臂受到经计算确定的拉力；
(8)将随动杆摇臂的应变片引线与动静态多通道应变仪的相应通道连接；
(9)控制振动滑台小载荷振动扫频，找到摇臂一弯共振频率和摇臂振幅最大位置，将激光位移传感器置于该位置进行检测；
(10)记录检测时各通道应变值；
(11)按上述步骤6～10分别完成随动杆测试，通过应变仪对测试数据进行应力分布，确定最大应力位置；
(12)用3～5件随动杆，在摇臂最大应力位置粘贴应变片进行标定，逐级加载振动测试，通过最小二乘法拟合出最大应力—摇臂端部位移关系；
(13)通过最大应力—摇臂端部位移关系，将要求的各级应力值换算成对应的位移值，以位移值作为试验载荷监控值进行试验；
(14)选定随动杆对比试验寿命基数，对每个试验随动杆实施正序加载，直至断裂，记录每级载荷值下的振动循环寿命；
(15)计算不同工艺试验随动杆的平均断裂载荷以及平均断裂寿命，对比不同工艺随动杆的疲劳性能差异。
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